Оптический вариант черной дыры

Такие понятия как фотонная сфера, гравитационное лицензирование кажутся совершенно недоступными на Земле и могут реализовываться только на дальних астрономических объектах. Но в земных условиях вполне может быть использовано поведение света в окрестностях тел, собственно, чем и занимались ученые в последнее время.

В КНР в национальной лаборатории было разработано устройство, которое в состоянии заставить моделировать свет в излучении черной дыры. Смысл идеи заключается в моделировании черной дыры в лабораторных условиях для выяснения, как разные материалы могут преломлять свет. Для этого пенополистироловый шарик покрывался специальным слоем в изменяющимся показателем преломления. Использовался один и тот же материал – оргстекло, однако из-за различной толщины наносимого покрытия, на поверхности микросферы показатель преломления все же изменялся, именно это позволило добиться необходимого эффекта. Затем исследователи приступили к расчету коэффициента, но чтобы при этом падающий луч смог описать полный круг по шарику. В итоге шарик должен остановиться, будто встретил препятствие на своем пути – свет. Вокруг микросферы кроме гравитационного линзирования удалось создать подобие фотонной сферы черной дыры, то есть области пространства, расположенной за пределами горизонта. При этом удаленность от черной дыры фотонной сферы равняется удаленности горизонта событий, но увеличенной в 1,5 раза. Однако уже на этом расстоянии действует гравитация на фотоны, что приводит к вращению их по круговым орбитам. Частицы могут вырываться с орбит и даже уходить за горизонт событий. Разрабатываемое устройство не должно позволять свету вырываться наружу. Сами исследователи говорят, что разработка должна помочь в решении задачи моделирования света в окрестностях черной дыры. Чтобы облегчить процесс установки, были нанесены квантовые точки на поверхность микросферы, которые поглощали часть света, попавшего в область черной дыры, и выпускали его в виде красного излучения.

Таким образом, ученые добились моделирования процесса гравитационного линзирования, вместо обычной демонстрации явления, похожего на поглощение света. Полученная схема очень простая, но выглядит достаточно элегантно. Следует отметить, что она на самом деле позволить обнаружить в лабораторных условиях поведение достаточно сложного космического объекта.